| 8695912 9216 5224 943 1то Ц = -К(К) + + 3(3) + С(С). При допущении отрицат. значений ЦК уже все спектральные цвета можно выразить через выбранную тройку осн. цветов. При усреднении результатов подобной процедуры для неск. наблюдателей были получены значения количеств 3 определённых цветов, требующиеся в смесях, зрительно неотличимых от чистых спектральных цветов, к-рые соответствуют монохроматич. излучениям одинаковой интенсивности. При графич. построении зависимостей количеств осн. цветов от длины волны получаются функции длины волны, наз. кривыми сложения цветов или просто кривыми сложения.
Кривые сложения играют в колориметрии большую роль. По ним можно рассчитать количества осн. цветов, требуемые для получения смеси, зрительно неотличимой от цвета излучения сложного спектрального состава, т. е. ЦК такого цвета в ЦКС, определяемой данными кривыми сложения. Для этого цвет сложного излучения представляют в виде суммы чистых спектральных цветов, соответствующих его монохроматич. составляющим (с учётом их интенсивности). Возможность подобного представления основана на одном из опытно установленных законов смешения цветов, согласно к-рому ЦК цвета смеси равны суммам соответствующих координат смешиваемых цветов. Т. о., кривые сложения характеризуют реакции на излучение 3 разных приёмников излучения. Очевидно, что функции спектральной чувствительности 3 типов приёмников в сетчатке глаза человека представляют собой кривые сложения в физиол. ЦКС. Каждой из бесконечно большого числа возможных ЦКС соответствует своя группа из 3 кривых сложения, причём все группы кривых сложения связаны между собой линейными соотношениями. Следовательно, кривые сложения любой из всех возможных ЦКС можно считать линейными комбинациями (см. Линейная зависимость) функций спектральной чувствительности 3 типов приёмников человеческого глаза.
Фактически основой всех ЦКС является система, кривые сложения к-рой были определены экспериментально описанным выше способом. Её осн. цветами являются чистые спектральные цвета, соответствующие монохроматич. излучениям с длинами волн 700,0 (красный), 546,1 (зелёный) и 435,8 нм (синий). Исходная (опорная) цветность - цветность равноэнергетического белого цвета Е (т. е. цвета излучения с равномерным распределением интенсивности по всему видимому спектру). Кривые сложения этой системы, принятой Междунар. комиссией по освещению (МКО) в 1931 и известной под назв. междунар. колориметрич. системы МКО RGB (от англ., нем. red, rot - красный, green, grim - зелёный, blue, bfau - синий, голубой) показаны на
рис. 1.
Рис. 1. Кривые сложения для ЦКС МКО RGB.
Рис. 2. Кривые сложения для ЦКС МКО XYZ.
Кривые сложения системы МКО RGB имеют отрицат. участки (отрицат. количества осн. цветов) для нек-рых спектральных цветов, что неудобно при расчётах. Поэтому наряду с системой RGB МКО в 1931 приняла др. ЦКС, систему XYZ, в к-рой отсутствовали недостатки системы RGB и к-рая дала ряд др. возможностей упрощения расчётов. Осн. цветами (X), (У), (Z) системы XYZ являются нереальные цвета, выбранные так, что кривые сложения этой системы (рис. 2) не имеют отрицат. участков, а координата Y равна яркости наблюдаемого окрашенного объекта, т. к. кривая сложения у совпадает с функцией о т-носительной спектральной световой эффективности стандартного наблюдателя МКО для дневного зрения. На рис. 3 показан график цветностей (цветовой треугольник) х, у системы XYZ. На нём приведены линия спектральных цветностей, линия пурпурных цветностей, цветовой треугольник (Я) (G) (В) системы МКО RGB, линия цветностей излучения абсолютно чёрного тела и точки цветностей стандартных источников освещения МКО А, В, С и D. Цветность равноэнергетического белого цвета Е (опорная цветность системы XYZ) находится в центре тяжести цветового треугольника системы XYZ. Эта система получила всеобщее распространение и широко используется в колориметрии. Но она не отражает цветораз-личительных свойств глаза, т. е. одинаковые расстояния на графике цветностей х, у в различных его частях не соответствуют одинаковому зрит, различию между соответств. цветами при одинаковой яркости (см. Цветовой контраст).
Создать полностью зрительно однородное цветовое пространство до сих пор не удаётся. В основном это связано с нелинейным характером зависимости зрит, восприятия от интенсивности возбуждения цветочувствит. фоторецепторов (приёмников света в сетчатке глаза). Предложено много эмпирич. формул для подсчёта числа цветовых различий (порогов цветоразличения) между разными цветами. Более ограниченная задача - создание зрительно однородного графика цветностей - приблизительно решена. МКО в 1960 рекомендовала такой график и, v, полученный в 1937 Д. Л. Мак-Адамом путём видоизменения графика, предложенного Д. Б. Джаддом (оба - США) на основании многочисл. экспериментальных данных. Для подсчёта числа порогов цветоразличения ДЕ между разными цветами в наст, время (1970-е гг.) по временной рекомендации МКО используется эмпирич. формула Г. Вышецкого:
[2833-11.jpg]
ность опорного белого цвета, У - коэфф. отражения в данной точке объекта в %.
Описание, приведённое выше, показывает, что цель процесса измерения цвета - определение его ЦК в нек-рой ЦКС. Чаще всего это - стандартная колори-метрич. система МКО XYZ.
Когда цвет (при объективных Ц. и. всегда имеется в виду цвет окрашенного предмета или источника света) представлен спектральным распределением излучения (испускаемого источником, либо отражённого или пропущенного предметом), то для нахождения его ЦК нужно использовать кривые сложения как взвешивающие функции, оценивающие это излучение. Такая оценка может выполняться двумя путями.
Первый путь (т. н. спектрофотометрич. метод Ц. и.) состоит в измерении спектрального распределения энергии излучения и последующем расчёте ЦК при перемножении найденной функции спектрального распределения на 3 функции сложения и интегрировании
[2833-12.jpg]
Рис. 3. График цветностей х, у системы X Y Z и цветовой треугольник системы RGB (R - красный, G - зелёный, В-синий).
Спектральное распределение излучения и спектральную характеристику отражения (пропускания) измеряют, разлагая свет в спектр, напр, в спектрофотометре или монохроматоре. Кривые сложения задаются в виде таблиц значений удельных координат через 5 или 10 "л. Имеются также таблицы величин Е (X) х (X) и т. д. для стандартных источников света МКО А, В, С, D, представляющих наиболее типичные условия естественного (В, С и D) и искусственного (А) освещения.
Второй путь Ц. и. на основе кривых сложения - это анализ излучения с помощью 3 приёмников света, характеристики спектральной чувствительности к-рых совпадают с кривыми сложения. Каждый такой светоэлектрич. преобразователь выполняет действия перемножения 2 спектральных функций и интегрирования произведений, в результате чего на его выходе электрич. сигнал равен (при соответствующей калибровке прибора) одной из ЦК. Подобные цветоизмерит. приборы наз. фотоэлектрическими (или объективными) колориметрами. Они оценивают результирующее излучение, учитывая как избирательное отражение (или пропускание) несамосветящихся предметов, так и освещение, т. е. прибор "видит" то, что видит глаз. Осн. трудностью при изготовлении фотоэлект-рич. колориметров является достаточно точное ч формирование" кривых сложения, для чего обычно подбирают соответствующие светофильтры. Если прибор предназначен_для работы с кривыми сложения х, у, 2, то наиболее трудно сформировать двугорбую кривую х (рис. 2). Обычно каждая из её ветвей формируется отдельно; тогда прибор содержит 4 канала (светофильтра). Иногда в колориметрах используют др. ЦКС, все кривые сложения в к-рой одногорбые. Один из каналов колориметра одновременно может служить яркомером. Часто в таких приборах предусматривается расчёт координат цветности. Макс, точность Ц. и. фотоэлектрич. колориметрами по цветности в координатах х, у составляет от 0,002 до 0,005.
Другой принципиальной возможностью Ц. и. является прямое определение ЦК.
Естественно, что это возможно не всегда, т. к. в общем случае цветовые ощущения возбуждает световое излучение произвольного спектрального состава, а ЦК физически не существует. Прямое измерение ЦК возможно в трёхцветных аддитивных устройствах создания цвета, используемых, напр., для воспроизведения цветных изображений. Осн. цвета такого устройства определяют ЦКС, и их количества в смеси, дающей нек-рый цвет, и есть ЦК этого цвета в ЦКС устройства. Пример такого устройства - трёхцветный кинескоп, в к-ром раздельное управление свечениями 3 люминофоров обеспечивает получение всего множества цветов, цветности к-рых заключены в пределах цветового треугольника, определяемого осн. цветами кинескопа (цвет-ностями свечений люминофоров, см. Цветное телевидение). Для непосредств. измерения количеств 3 осн. цветов в цвете смеси, воспроизводимом на экране кинескопа, т. е. ЦК в ЦКС кинескопа, можно использовать фотоэлектрич. приёмник излучения с произвольной спектральной чувствительностью, лишь, бы она не выходила за пределы видимого спектра. Измерит, прибором, подключённым к такому приёмнику, достаточно, поочерёдно замерить |
